• Olya Black

Изготовление печатных плат простым и доступным языком


Она как бутерброд! Производство печатных плат простыми и доступными словами


Многослойная печатная плата

Вам любопытно, как печатная плата, которую вы только что спроектировали, на самом деле создается? Мне было, пока не нашел кучу видео от производителей на Youtube и чуть не заснул, пытаясь разобраться во всех технических деталях. Дело не в том, что процесс производства печатных плат сам по себе скучен, там есть тонна увлекательного оборудования, а также много человеческого труда и любви, которые входят во все эти процессы.


Просто, то как об этом рассказывают, очень сухо и не интересно. Так что, если вы когда-нибудь чувствовали себя немного не в своей тарелке после завершения разработки и отправки печатной платы в производство с размышлениями о том, что же там происходит с печатной платой и как это все делается, то это статья именно для вас. Давайте узнаем, как изготавливается ваша печатная плата на простом и доступном языке с помощью всем нами известного и любимого бутерброда.



Какое отношение к этому имеют бутерброды?


Честно говоря, аналогия с бутербродами не совсем идеальна, но чем больше я пытался придумать идеальное физическое представление о том, как изготавливается печатная плата, тем больше подходил именно бутерброд. У вас есть верхние и нижние слои (это хлеб), ваши внутренние слои (это мясо, сыр и приправы), и все это в итоге объединяется в единое целое.

Типичный набор слоев печатной платы

Типичный набор слоев печатной платы выглядит своего род как бутерброд (картинка слева)


Прежде чем мы начнем, важно знать, что печатные платы производятся на больших панелях, которые содержат


множество других печатных плат. Может быть, они все ваши, а иногда несколько разработок объединяют в одну панель, чтобы сэкономить деньги. Процесс, о котором мы поговорим ниже, заключается в создании полноценной многослойной платы, а если вы просто имеете дело с 1-2 слойными платами, тогда этапов будет меньше.



Шаг 1 - Список покупок


Первый шаг в создании печатной платы начинается непосредственно с вас. Подобно составлению списка покупок для вашего следующего идеального бутерброда, для плат, вам нужно собрать все свои конструкторские файлы, чтобы потом передать их производителю. Файлы включают в себя следующее:

  • Файл Gerber - этот файл предоставляет всю информацию, которую должен знать ваш производитель о ваших слоях меди, маске припоя и шелкографии.

  • Файл Drill - этот файл поможет вашему производителю понять размеры и расположение каждого отверстия на вашей плате.

  • Файл Netlist - этот удобный файл поможет вашему производителю понять, как все ваши компоненты будут соединены вместе.

Как только вы передадите все свои конструкторские файлы своему производителю, тогда начнется самое интересное!



Шаг 2 - Выбор мяса и сыра


На шаге 2 ваш производитель создаст всю внутреннюю работу для вашей печатной платы. Начинается это с гигантской пленочной печатной машины, которая создает изображение верхних и нижних внутренних слоев вашей печатной платы.


Создание изображения верхнего и нижнего слоя платы

Создание изображения верхнего и нижнего слоя с помощью фото плоттера. (картинка сверху)


Небольшое примечание - большинство производителей уже не используют фото плоттеры. Технология усовершенствована, теперь лазеры могут создавать изображения непосредственно на печатной плате, исключая фото плоттеры.


Лазерный плоттер за работой

Лазерный плоттер за работой. (картинка слева)


Шаг 3 - Смешайте мясо и сыр вместе


Созданные изображения для ваших внутренних слоев печатной платы ламинируются на медную панель с помощью некоторого количества смолы (в основном, промышленного клея). Эта панель затем покрывается слоем светочувствительной пленки.


В этот момент реальный человек на производстве возьмет медную панель, направит на нее ультрафиолетовый свет и позволит уже науке сделать всю дальнейшую работу. Этот метод сделает прочнее светочувствительную пленку и создать ваши медные узоры.


Изображения печатных плат ламинируются на медный слой

Изображения печатных плат ламинируются на медный слой, чтобы выявить ваши шаблоны дизайна. (картинка сверху).



Шаг 4 - Пожалуйста, расплавьте сыр


Теперь, когда ваш дизайн изображен на панели, настало время для успокаивающей щелочной ванны! Этот процесс удаляет лишнюю медь, оставленную вокруг и оставляет только оригинальные узоры, которые вы создали в процессе проектирования.


Ванна для удаления меди на печатной плате

Успокаивающая щелочная ванна для удаления лишней меди на печатной плате. (картинка сверху)



Шаг 5 - Пусть все остынет


На текущем шаге пришло время взглянуть и убедиться, что все выглядит хорошо. Современное программное обеспечение будет использовано для проверки с целью сравнения созданной медной панели с вашими исходными проектными данными, чтобы убедиться, что все верно.



Шаг 6 - Сойти с ума с приправами


Затем пришло время добавить некоторые из вкусных приправ в ваш бутерброд. На этой стадии процесса еще один сертифицированный человек возьмет вашу медную панель, добавит к ней несколько слоев фольги и покроет ее слоями препрега (в основном это лист стекловолокна с небольшим количеством смешанного клея).


Затем, сформированный набор слоев соединят благодаря сильному нагреву и давлению. При извлечении из печи эти комбинированные слои образуют внешние слои вашей печатной платы!


Печатная плата со слоями меди, фольги и препрега

Ваша новая склеенная печатная плата со слоями меди, фольги и препрега.(картинка слева)





Шаг 7 - Надеюсь, что вы хотели швейцарский сыр


Теперь ваша медная панель будет перенесена на сверлильный станок, который просверлит отверстия для ваших сквозных компонентов и переходных отверстий. Эти сверлильные станки очень современные и могут самостоятельно менять сверла.


Сверлильный станок с ЧПУ

Вот сверлильный станок с ЧПУ, добавляющий несколько новых отверстий в печатную плату для компонентов и переходных отверстий. (картинка справа)



Шаг 8 - Все замариновать


После добавления ваших приправ, пришло время оставить все вместе мариноваться. На этой стадии процесса, вашей медной панели из печатных плат предоставляется расслабляющая медная ванна, которая покрывает каждую поверхность, включая отверстия, тонким слоем меди.


Покрытие печатной платы тонким слоем меди

Огромные медные дорожки покрывают поверхность печатной платы тонким слоем меди. (картинка слева)


Шаг 9 - Время хлеба


Время хлеба! Этот процесс заключается в создании медных узоров на внешних слоях панели печатной платы. Когда вы нарезаете кусочек свежеиспеченного


хлеба, чтобы закончить свой бутерброд, производитель в это время будет создавать изображения для верхнего и нижнего слоя вашей печатной платы. Это точно такой же процесс, который мы видели в шаге 2.


Создание изображений для внешних слоев печатной платы

Здесь мы снова, на этот раз создаем изображения для внешних слоев нашей печатной платы (картинка сверху)


Как и ранее, эти изображения накладываются на вашу медную панель, покрываются другой фоторезистивной пленкой и дают немного ультрафиолетового света, чтобы чтобы выявить ваши шаблоны дизайна.



Шаг 10 - Хлеб в тостер


Теперь, когда медные узоры внешнего слоя раскрыты, вся ваша панель очищается в другой расслабляющей медной ванне. У этих печатных плат все слишком просто в жизни!



Шаг 11 - Добавьте немного майонеза и горчицы